25.2 : Projekt regulatora PD

W inżynierii motoryzacyjnej układy zawieszenia samochodowego często wykorzystują regulatory proporcjonalno-różniczkujące (PD) w celu zwiększenia wydajności. Regulatory PD są wykorzystywane do regulacji siły tłumienia w odpowiedzi na warunki drogowe. Regulator, działający jako wzmacniacz o stałym wzmocnieniu, demonstruje sterowanie proporcjonalne, z wyjściem bezpośrednio odzwierciedlającym wejście.

Projektowanie regulatora danych ciągłych wymaga wybrania i połączenia komponentów, takich jak sumatory i integratory, które są fundamentalne w regulatorach proporcjonalno-całkująco-różniczkujących (PID). W układzie sterowania sprzężeniem zwrotnym schemat blokowy regulatora PD ilustruje proces prototypu drugiego rzędu zdefiniowany przez określoną funkcję przejścia. Regulator szeregowy, typu PD, włącza stałe proporcjonalne i różniczkowe do swojej funkcji przejścia, wzmacniając w ten sposób odpowiedź układu.

Istnieją dwa możliwe sposoby utworzenia tego regulatora PD w obwodzie elektronicznym. Pierwszy sposób wykorzystuje dwa wzmacniacze operacyjne, ale nie ma niezależnej regulacji sterowania proporcjonalnego i różniczkowego. Ten sposób jest prostsza, ale mniej elastyczna w precyzyjnym dostrajaniu wydajności systemu. Drugi sposób umożliwia niezależną manipulację tymi elementami sterującymi. Wybierając większą wartość rezystora w obwodzie, ta konstrukcja kompensuje wysoką kontrolę różniczkową. Ta regulacja zapewnia większą kontrolę nad siłą tłumienia.

Funkcja transferu ścieżki do przodu jest kluczowa w przekształcaniu sygnałów wejściowych na wyjściowe. Dodanie zera przez regulator PD przeciwdziała biegunowi, zwiększając tym samym stabilność i szybkość reakcji. Ten dodatek skutecznie poprawia reakcję przejściową układu poprzez zmniejszenie przeregulowania i czasu ustalania. Rezultatem jest bardziej stabilny i responsywny układ zawieszenia, zdolny do dostosowywania się do zmiennych warunków drogowych z większą dokładnością.